提要：實踐表明，過街人行通道采用矩形頂管施工方法的優(yōu)越性是顯著的，為進一步做到安全、快速、經濟、有效和完善這一施工方法，根據參與南京市幾個過街人行通道設計與施工方案的論證和實踐中出現(xiàn)問題的討論與決策，對幾個風險現(xiàn)象談點浮淺認識，供工程實踐參考。文章主要從三個方面展開論述：一是易出現(xiàn)的風險現(xiàn)象;二是對風險現(xiàn)象的原因淺析;三是避免風險現(xiàn)象的幾點建議。

　　關鍵詞：矩形頂管; 施工風險; 過街通道; 巖土工程

　　過街人行通道是一種在土層中的淺埋地下工程,常用的施工方法有：掘開式、淺埋暗挖法和頂管法。三種方法各有特點，具體選用需根據工程地質條件、建筑環(huán)境、交通、人流、城市規(guī)劃和地下空間規(guī)劃等而定。南京市已建和在建的幾個人行過街通道，除半山園過街通道因土質條件較好采用淺埋暗挖法外，其余如西祠堂巷、軍區(qū)總院等過街通道均采用矩形頂管施工方法。從已做的幾個頂管工程來看,均較為成功，且越做越有經驗，并有所創(chuàng)新。近年來，南京還有多條過街通道將采用同樣的頂管法施工，從總結經驗角度，冒昧地談談已做頂管工程中易出現(xiàn)的幾個風險現(xiàn)象及原因，對如何防范也作幾點建議。

　　1、易出現(xiàn)的幾個風險現(xiàn)象

　　1.1 滲漏、涌水和流砂影響建筑環(huán)境，貽誤工程進度。南京市幾個頂管工程在工作井中、頂管進出洞時以及工作井與聯(lián)通道聯(lián)結等處，均有不同程度滲漏、涌水和流砂現(xiàn)象，由此帶來一定的負面影響：1)地面隨機塌陷;2)周邊建筑物的裂損;3)影響工程正常進程。流砂造成的塌陷一般在水土流失的坑周，部位帶有很大的隨機性，也就是常說的“不知在什么地方塌下來”。最近施工的一個接收井在西南側3m左右，由于支護體系滲漏，產生直徑約3m、深2m的塌陷坑，這是一種比較危險的現(xiàn)象。值得注意的是在道路硬地坪下發(fā)生這種現(xiàn)象(常稱“硬橋”現(xiàn)象)更加危險。由滲漏水產生的附加沉降，往往是差異沉降，這對沒有足夠抗力的條基房屋就會造成裂損。同樣是上面的一個接收井，因滲漏，北側二層樓房地坪、窗臺開裂，圍繞接收井北、西、南三方向地面產生環(huán)狀裂縫。一旦發(fā)生滲漏，處理很費時，少則3~5天，多則十來天，一個40m長的頂管工程，一般只需十天左右就完成頂進工作，相比之下，滲漏的處理倒成了控制工程進度的主要因素。

　　1.2挖掘作業(yè)不慎，損壞了地下管網。一般而言，因環(huán)境變形對地下管網正常使用造成的威脅主要是剛性管網(如：混凝土管，鑄鐵管等)，真正由拉變形引起管網破壞現(xiàn)象并不多見。主要是施工作業(yè)不慎，損壞管線現(xiàn)象較多。舉兩個例子：1)損壞支水管發(fā)生涌水;2)砸斷煤氣管造成險情。一頂管出洞時，出現(xiàn)地面沉降現(xiàn)象，報警后立即開挖下方的上水管，發(fā)現(xiàn)下沉5cm，此時施工方既緊張又著急，搶險動作很快，不小心把主管側一支水管砸斷了引起涌水。同樣這個工程在挖泥漿地時，砸斷煤氣管，當時煤氣沖高10余米，幸好應急措施得力，事故沒有擴大。

　　1.3 不了解地下障礙，給頂進作業(yè)帶來困難。一頂管工程，開始進展比較順利，每天頂進3至4節(jié)，即4.5到6.0m。但頂進至24m時，頂力突然增大，遠遠大于23mpa，當時地面隆起10cm。頂管機頭內左側的60cm×40cm螺栓封閉的鋼板窗口被擠開，大量的地下水傾瀉而入，洞內一片混亂無法頂進，被迫停工。后經窗口清理出的有殘斷砌體、50-60cm之大的巖石和雜亂的建筑垃圾。經進一步勘察明確，在頂進前方存在不明數量和部位的地下障礙，決定采用豎井沉降。歷時20多天的清障工作，頂進得以重新掘進。這種現(xiàn)象比較少見，但在位于南京六朝古都的舊城區(qū)進行頂管工程，對此卻不能不有所警惕，不可掉以輕心。

　　1.4 因頂進對土體擾動引起的地面變形。頂進過程對土體的擾動和“背土”是客觀存在的現(xiàn)象。中山東路幾個頂管工程，隨著頂進作業(yè)，地面均出現(xiàn)沉降和路面、路牙及周邊建筑物散水開裂的現(xiàn)象。

　　2、對風險現(xiàn)象原因的淺析

　　風險現(xiàn)象是一種感性認識，只有將感性認識提高至理性認識，才能防范于未然。針對上述的風險現(xiàn)象，說點浮淺認識。

　　2.1 工勘資料未能全面反映地層結構及土層真實性狀。這里原因比較復雜，有費用問題，有水平問題，也有責任與誠信問題�，F(xiàn)在僅從技術層面，談談一孔之見，盡管是個別現(xiàn)象，但對一個具體風險，就可能成了主要原因。1)勘測點少。因此不能全面反映地層變化;2)土層屬性描寫過于粗糙;3)土層的分界線劃分誤差過大;4)給出的土層系數(K)與實際不符，判定為滲透系數小的地層反而出水量大，相反也然，幾乎成常有的事實;5)地貌、地史的描述太宏觀，動輒就是長江河漫灘，二級階地等，這是需要的，但更需要微觀地貌，本工程地貌特征，所謂常說的“針對性”。

　　2.2 止、降水工藝存在缺陷形成滲漏通道。根據幾個頂管工程實踐，將存在此類的缺陷羅列如下：1)降水井制作不規(guī)范，濾管不到位，綠豆砂不連續(xù)，濾網模數不匹配，洗井不充分，降水效果不好，甚至抽不出水;2)止水樁未進入隔水層或者繞流長度不足;3)止水樁在深部搭接寬度不夠，形成“褲叉”;4)工作井底加固樁體與工作井支護之間存在施工縫;5)SMW工法在型鋼抽拔除后，留下豎向滲流通道;6)工作井進、出洞口加固區(qū)的深攪樁與工作井受力樁結合不緊密;7)粉砂地層中灌注樁在高水位條件下露筋，形如“鳥籠”;8)工作井坑底加固采用地面空攪，標高控制不準，坑底加固樁頭不到位，高低不一;9)深攪止水樁由于水泥用量不足，攪拌不均勻，質量差異，抗?jié)B性達不到10-7cm/s要求;10)對先期工程的擾動，土體損失形成滲流通道認識不足等等。

　　2.3對相應施工工藝缺少深入理性認識，結果事與愿違。舉2個例子。1)利用高壓旋噴樁作為止水帷幕或者用來封堵滲漏點，效果總是不盡理想，這是因為一般都先做灌注樁，后做旋噴樁，這樣旋噴樁不易與灌注樁緊貼，存在不同間隙。高壓旋噴樁，即是三重管旋噴水壓加只有20mpa，切割不了C25或C30灌注樁。反之如果先做旋噴樁后做灌注樁，兩者可以很好結合，止水效果是會比前者好。另外，高壓旋噴樁在不同土質條件下，形成的樁徑不同，在相同壓力下，在粉土中，可以形成60cm直徑的樁體，而在砂土中只能形成40cm的樁體。對于粘性土，樁徑隨著N值增大而減小，可由d=50cm降至d=35cm，一根高壓旋噴止水樁通過不同的土層，即可能形成不同截面的樁徑，如此與灌注樁就不能很好貼合，形成滲水通道。2)在控制涌水應急措施時，常采用深井降水，以降低工作井內地下水位。其基本原理是“通過管井降水形成降水漏斗曲線來降低井內水位”。這種降水漏斗形成與邊界條件有密切關系。3)施工過程不善于用定量的數據判定出現(xiàn)風險的可能性。

　　2.4 監(jiān)測工作尚未起到信息化施工的作用。眾所周知，土體是一種極不均勻的三相體系，很難用一種介質模型準確地計算出相互作用的力學形狀，監(jiān)測工作就成為一種直觀反應上的力學行為的有效方法。根據各種監(jiān)測數據可以驗證設計與施工方案的正確性，預測工程進展中可能出現(xiàn)的風險，指導施工順利的進行，是一種信息反饋行為，稱之為信息化施工。幾個頂管工程的監(jiān)測工作，確實起到了一些作用，但是在監(jiān)測點的設置上存在明顯缺陷，影響到監(jiān)測數據的可靠性和有效性。1)對生命線(地下重要管線)監(jiān)測數據不實在，是以管線上方地面變形量作為管線的變形，特別是硬地坪或路面上設置管線監(jiān)測點，數據與實際相差更遠;2)監(jiān)測土體深層位移，將測斜管設置在支護的灌注樁內。一根D800或D1000，C30受二或三道橫向支撐鋼筋混凝土灌注樁，剛度是相當大的，要使其達到毫米量級的水平位移，要有多大的水平力，樁后土體要發(fā)生多大的擠壓變形?所以，由此測得水平位移很少時，而地面早就出現(xiàn)裂縫;3)地面沉降監(jiān)測放在路面硬殼層上，測不出真正要了解硬殼下土體的變形，有時土體已發(fā)生塌陷，由于“硬地坪”作用，監(jiān)測點的變形還在允許范圍內;4)監(jiān)測數據報表與頂進進程分離，不能直觀表達頂進過程的變化(超挖、欠挖、左右擺動、抬頭、低頭等)與監(jiān)測數據關系，無法起到信息化施工作用;5)地表建筑物監(jiān)控缺少“時程曲線”，例如，房屋開裂了，裂縫多寬，多長，分布特征，隨時間變化規(guī)律如何?是發(fā)散了，還是收斂了，由此，才可以決策是否要加固。同樣地下水水位觀測也是如此，沒有給出水位變化的時程曲線。目前的監(jiān)測工作一個普遍的缺陷是不夠細致，偏于簡單，更少有能做到風險的預報。

　　3、避免易見風險的幾點建議

　　3.1 要有相對正確，可靠全面的工勘資料。地層結構表達應符合場地實際情況，場地歷史變遷及其對工程影響應明確交待，有關暗沙、暗塘、地下障礙，前期工程的擾動影響，對地下水補給，經流，排泄路徑及分布(如等水位線圖等)與特征應著重說明，滲透系數最好能以現(xiàn)場試驗確定，不宜套“手冊”數據。

　　3.2 對建筑場地環(huán)境應定量了解，如地面建筑與工程位置幾何關系，基礎的型式，建造的年代，使用上的特殊要求等。對地下管網，要掌握其埋深、類型、材質、走向、接頭，與頂管路徑幾何關系，設置的年代，當時的施工工藝。這樣才能預測在頂進過程的擾動是否會發(fā)生風險和風險程度以及如何制定應急方案。

　　3.3 對施工作業(yè)對土體擾動應有基本理性認識。明挖通道頂管施工可能影響變形的范圍，頂管頂進時對土體擾動特征及其影響量，據此，可以主動調整工藝，做到預控，防范于未然。

　　3.4 嚴格控制施工質量，使止水措施發(fā)揮有效作用。比如，工作井坑底加固與工作井側壁支護間存在不吻合的間隙，是否可以先作坑底加固，并把其范圍擴大后再做支護樁。

　　3.5 監(jiān)測單位進一步研究監(jiān)測方法，使監(jiān)測的數據能客觀及時反映施工作業(yè)進程土體真實動態(tài)，建立一套信息反饋系統(tǒng)，起到信息化施工的作業(yè)。

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